Um papel crítico das interações oceano–banquisa no pronunciado aquecimento durante o Ótimo Climático do Mioceno

Quando a Terra Era Surpreendentemente Quente

Há cerca de 17 milhões de anos, nosso planeta entrou em uma onda natural de calor chamada Ótimo Climático do Mioceno. As temperaturas globais subiram muito acima dos níveis atuais, e as regiões polares aqueceram de forma particularmente intensa. Ainda assim, até nossos melhores modelos climáticos têm tido dificuldades para reproduzir exatamente o quão quente ficou, especialmente perto dos polos. Este estudo pergunta algo simples, porém poderoso: a chave daquele aquecimento antigo foi apenas os gases de efeito estufa na atmosfera, ou também o que ocorria nos oceanos e no gelo marinho em altas latitudes?

Um Clima Passado que Desafia Nossos Modelos

Evidências geológicas sugerem que durante o Ótimo Climático do Mioceno as temperaturas superficiais globais estavam cerca de 8–10 °C mais quentes do que nos tempos pré-industriais, com os oceanos polares por vezes mais de 10 °C mais quentes do que hoje. Os níveis de dióxido de carbono provavelmente eram duas a três vezes maiores do que antes da Revolução Industrial, o que ajuda a explicar o aquecimento, mas não a surpreendentemente pequena diferença de temperatura entre o equador e os polos. Muitos estudos de modelagem anteriores conseguiram aquecer o planeta no geral, mas falharam de forma consistente em aquecer o suficiente as altas latitudes. Essa discrepância levantou dúvidas sobre o quanto realmente entendemos dos climas quentes passados e futuros.

Colocando Dois Earths Virtuais à Prova

Os autores usaram dois modelos de sistema terrestre sofisticados — NorESM1-F e IPSL-CM5A2 — e deram a ambos a mesma geografia, vegetação, mantos de gelo e dois níveis plausíveis de dióxido de carbono do Mioceno. Essa configuração permitiu uma comparação justa de como cada modelo tratou o mesmo mundo antigo. Ambos os Earths virtuais aqueceram consideravelmente, cerca de 4–8 °C em média, em linha com várias reconstruções. Mas divergiram fortemente no Ártico. O NorESM produziu um aquecimento polar extremo, com temperaturas de superfície árticas mais de 20 °C acima dos valores pré-industriais e um Oceano Ártico quase livre de gelo. O IPSL, em contraste, mostrou um aquecimento polar bem mais modesto e gelo marinho sazonal que ainda cobria grandes áreas no inverno. Quando os resultados dos modelos foram comparados com pistas de temperatura fósseis e químicas de rochas e sedimentos, o NorESM correspondeu melhor aos oceanos de altas latitudes incomumente quentes do que o IPSL, embora tenha ficado quente demais em algumas áreas terrestres.

Como Correntes Oceânicas e Gelo Marinho Inclinam a Balança

Para entender por que os modelos se comportaram tão diferente, os pesquisadores dissecaram o balanço de energia e os padrões de circulação. Em ambos os mundos, gases de efeito estufa extras aprisionaram mais calor e o derretimento do gelo deixou menos superfície brilhante, permitindo que absorvesse mais luz solar. As nuvens também adicionaram algum aquecimento extra nas altas latitudes do norte. Mas a diferença crucial residiu nos oceanos e no gelo marinho. No NorESM, uma forte circulação de overturning no Atlântico bombeou grandes quantidades de água quente e salgada em direção ao Ártico e a misturou para baixo, enquanto águas profundas vindas do sul enfraqueceram. Essa circulação vigorosa, combinada com um canal amplo aberto entre o Atlântico e o Ártico, inundou o oceano polar com calor e sal. A água mais salgada congelava com mais dificuldade, e a forte mistura trazia continuamente calor à superfície, impedindo a reformação do gelo marinho. Com o gelo marinho quase ausente durante todo o ano, o oceano escuro absorvia ainda mais energia solar, impulsionando ainda mais as temperaturas polares. O IPSL, por outro lado, simulou uma circulação de overturning mais fraca, menor transporte de calor para o norte e gelo marinho de inverno persistente que ajudou a manter o Ártico mais frio.

Verificando o Papel da Atmosfera

A equipe também testou se diferenças apenas na atmosfera poderiam explicar os resultados contrastantes. Ambos os modelos mostraram enfraquecimento da circulação de ar tropical para polar, um padrão semelhante ao esperado em cenários de aquecimento futuro. Quando os pesquisadores forçaram uma versão somente atmosfera do NorESM com temperaturas da superfície do mar e padrões de gelo marinho emprestados das simulações IPSL, o padrão de aquecimento resultante se assemelhou muito mais ao IPSL do que ao NorESM. Esse experimento mostrou que, em grandes escalas, as atmosferas dos dois modelos se comportam de forma semelhante. A verdadeira alavanca veio de como os sistemas oceânicos e de gelo marinho de cada modelo responderam — particularmente quanto calor o oceano transportou para o norte e com que facilidade o Ártico poderia perder sua cobertura de gelo.

Lições para o Futuro a Partir de um Oceano Antigo

Em termos simples, este trabalho argumenta que o Ótimo Climático do Mioceno pode ter sido um tipo fundamentalmente diferente de clima polar — um em que correntes oceânicas fortes, águas superficiais salgadas e um gelo marinho muito reduzido atuaram em conjunto com gases de efeito estufa para superalimentar o aquecimento de altas latitudes. A versão desse mundo no NorESM, com uma circulação atlântica poderosa e um Ártico quase livre de gelo, se encaixa melhor nas evidências disponíveis do que um Ártico mais frio e rico em gelo, mesmo que possa exagerar a perda de gelo marinho. O estudo destaca que acertar os climas quentes do passado e do futuro não é apenas definir o nível correto de dióxido de carbono. Também exige captar como oceanos e gelo marinho interagem, e quão sensíveis esses sistemas são a mudanças na geografia e nas forçantes. Comparações melhores entre muitos modelos e mais pistas geológicas sobre o gelo marinho antigo e a circulação oceânica profunda serão essenciais para determinar como nossos próprios oceanos em aquecimento podem remodelar o clima polar nos séculos vindouros.

Citação: Tan, N., Fluteau, F., Zhang, Z. et al. A critical role of ocean–sea ice interactions in the pronounced warmth during the Miocene Climatic Optimum. Commun Earth Environ 7, 326 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03324-2

Palavras-chave: Ótimo Climático do Mioceno, circulação oceânica, gelo marinho, amplificação polar, overturning do Atlântico